Как работает транзистор

Что такое транзистор?

Транзистор – это мельчайшая деталь, выполненная из кристаллов полупроводника, способная пропускать или блокировать прохождение электрического сигнала. В этом и состоит смысл применения данной детали – если заряд есть, это ответ «да», если нет, ответ «нет». По сути, это просто переключатель, но работающий очень и очень быстро, имеющий миниатюрные размеры. Так, в вашем ПК может прямо сейчас работать до 1.3 триллиона транзисторов, в микроволновке или телефоне более миллиона. Изобретение транзистора позволило строить совершенные, экономичные и умные приборы, но при этом не делать их большими и громоздкими. Технология развивается уже десятки лет и будет развиваться еще не менее десяти лет. Сегодня, в основном, работы ведутся над уменьшением размеров и использовании большего количества «переключателей» на квадратный сантиметр печатной платы.

В качестве полупроводника могут использоваться самые разные материалы, но наиболее распространен кремний. Его атомная структура представляет собой четырехгранный кристалл, что при внедрении схожего элемента позволяет усилить его качество, при этом оставляя цену производства транзистора на приемлемом уровне.

Применение

Как уже говорилось, применяются дешевые транзисторы во всех знакомых нам сегодня приборах. Их включают как элемент цепи между источником тока и потребителем. В результате, мы имеем возможность быстро и тонко настраивать параметры тока и напряжения, путем изменения входящего питания на управляющий электрод. Таким образом можно усилить сигнал или придать ему точные характеристики, управлять ими во время работы прибора.

Простота использования заключается и в возможности использовать так называемое каскадное включение. При таком применении источник питания подает напряжение на первый элемент (транзистор), от него измененный ток поступает на второй и так далее до того момента, пока характеристики не будут соответствовать необходимым. При этом, конструкция все еще остается достаточно небольшой. Единственная проблема – тепловыделение, поэтому крайне необходимо использовать надежные системы теплоотведения. Для обеспечения надлежащего отвода тепла используют как простые радиаторы, так и сложные системы кулеров и радиаторов, с применением теплопроволящей пасты (термопасты) в местах контакта.

Усилительные системы сегодня работают, как правило, в комбинированных вариантах, но разработки последних лет показывают, что в недалеком будущем мы сможем конструировать полностью цифровые усилители высокой мощности и с максимальным КПД.